An over-nonlocal implicit gradient-enhanced damage-plastic model for trabecular bone under large compressive strains
Popis výsledku
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
Výsledek na webu
DOI - Digital Object Identifier
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
An over-nonlocal implicit gradient-enhanced damage-plastic model for trabecular bone under large compressive strains
Popis výsledku v původním jazyce
Purpose: Investigation of trabecular bone strength and compaction is important for fracture risk prediction. At 1?2% compressive strain, trabecular bone undergoes strain softening, which may lead to numerical instabilities and mesh dependency in classical local damage-plastic models. The aim of this work is to improve our continuum damage-plastic model of bone by reducing the influence of finite element mesh size under large compression. Methodology: This spurious numerical phenomenon may be circumvented by incorporating the nonlocal effect of cumulated plastic strain into the constitutive law. To this end, an over-nonlocal implicit gradient model of bone is developed and implemented into the finite element software ABAQUS using a user element subroutine. The ability of the model to detect the regions of bone failure is tested against experimental stepwise loading data of 16 human trabecular bone biopsies. Findings: The numerical outcomes of the nonlocal model revealed reduction of fin
Název v anglickém jazyce
An over-nonlocal implicit gradient-enhanced damage-plastic model for trabecular bone under large compressive strains
Popis výsledku anglicky
Purpose: Investigation of trabecular bone strength and compaction is important for fracture risk prediction. At 1?2% compressive strain, trabecular bone undergoes strain softening, which may lead to numerical instabilities and mesh dependency in classical local damage-plastic models. The aim of this work is to improve our continuum damage-plastic model of bone by reducing the influence of finite element mesh size under large compression. Methodology: This spurious numerical phenomenon may be circumvented by incorporating the nonlocal effect of cumulated plastic strain into the constitutive law. To this end, an over-nonlocal implicit gradient model of bone is developed and implemented into the finite element software ABAQUS using a user element subroutine. The ability of the model to detect the regions of bone failure is tested against experimental stepwise loading data of 16 human trabecular bone biopsies. Findings: The numerical outcomes of the nonlocal model revealed reduction of fin
Klasifikace
Druh
Jx - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)
CEP obor
JJ - Ostatní materiály
OECD FORD obor
—
Návaznosti výsledku
Projekt
GAP108/11/1243: Model pro porušení spongiózní kosti s uvážením velkých deformací a anizotropie
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2015
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering
ISSN
2040-7939
e-ISSN
—
Svazek periodika
31
Číslo periodika v rámci svazku
November
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
32
Strana od-do
1-32
Kód UT WoS článku
000363583800001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-84946480444
Druh výsledku
Jx - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)
CEP
JJ - Ostatní materiály
Rok uplatnění
2015